IMMUNOKASTROINNIN VAIKUTUS SIAN KASVUUN JA KÄYTTÄYTYMISEEN Katri Virtanen Maisterintutkielma Helsingin yliopisto Maataloustieteiden laitos Kotieläinten ravitsemustiede lokakuu 2013
HELSINGIN YLIOPISTO HELSINGFORS UNIVERSITET UNIVERSITY OF HELSINKI Tiedekunta/Osasto Fakultet/Sektion Faculty Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta Tekijä Författare Author Katri Virtanen Työn nimi Arbetets titel Title Laitos Institution Department Maataloustieteiden laitos Immunokastroinnin vaikutus sikojen kasvuun ja käyttäytymiseen Oppiaine Läroämne Subject Kotieläinten ravitsemustiede Työn laji Arbetets art Level Maisterintutkielma Aika Datum Month and year lokakuu 2013 Sivumäärä Sidoantal Number of pages 62 s. Tiivistelmä Referat Abstract Tämän tutkielman tavoitteena oli selvittää kastraatiotavan vaikutukset lihasikojen kasvunopeuteen, rehuhyötysuhteeseen ja teurasominaisuuksiin eri aminohapporuokinnan tasoilla. Lisäksi selvitettiin miten rokotustapahtuma vaikuttaa sikojen käyttäytymiseen lyhyellä aikavälillä. Tämä koe toteutettiin MTT Hyvinkään koesikalassa. Siat jaettiin kuuteen koeryhmään sukupuolen (immunokastroitavat karjut ja leikot) ja rehun ohutsuolisulavan aminohappotason mukaan (matala, suositusten mukainen tai korkea ohutsuolisulavien aminohappojen taso). Kasvua ja rehumuuntosuhdetta seurattiin kokeen aikana punnitsemalla eläimiä kasvatusjakson alussa, kasvatusviikoilla 6 ja 9 sekä kasvatuksen lopussa. Ruhon laatuominaisuuksia mitattiin teurastuksen yhteydessä Autofom-laitteistolla. Sikojen käyttäytymistä seurattiin ympärivuorokautisella videokuvauksella kolmena päivänä kunkin rokotuksen yhteydessä. Aineiston tilastollinen käsittely suoritettiin kasvu- ja teurasominaisuuksien osalta SAS 9.3:n GLM-proseduurilla ja käyttäytymismuutosten osalta SPSS-ohjelmistolla. Rehun ohutsuolisulavien aminohappojen pitoisuuden nousu paransi eläinten päiväkasvua molemmilla sukupuolilla. Leikot saavuttivat parhaan päiväkasvunsa jo keskikasvatusvaiheessa, kun taas karjut vasta loppukasvatuksessa, jolloin niiden tulokset olivat leikkojen tuloksia parempia. Myös rehun muuntosuhdetta paransi kaikilla ryhmillä rehun aminohappopitoisuuden nousu. Sukupuoli oli niin ikään merkittävä tekijä immunokarjujen muuntosuhteiden ollessa leikkoja parempia. Stressiin viittaavia käyttäytymismuutoksia, kuten seisomisen, yksinolon ja aktiivisuuden muutoksia, havaittiin erityisesti ensimmäisen rokotuksen yhteydessä rokotuspäivänä. Toinen rokotus lisäsi rokotuspäivän jälkeisenä päivänä todettujen muutosten lukumäärää. Saatujen tulosten perusteella vaikuttaa siltä, että rokotus aiheuttaa sioille stressiä, mikä on kuitenkin lyhytkestoista. Avainsanat Nyckelord Keywords immunokastraatio, karju, sukupuoli, aminohappo, käyttäytyminen Säilytyspaikka Förvaringsställe Where deposited Maataloustieteiden laitos ja Viikin kampuskirjasto Muita tietoja Övriga uppgifter Further information Työtä ohjasivat Jarmo Valaja ja Anna Valros
HELSINGIN YLIOPISTO HELSINGFORS UNIVERSITET UNIVERSITY OF HELSINKI Tiedekunta/Osasto Fakultet/Sektion Faculty Faculty of Agriculture and Forestry Laitos Institution Department Department of Agricultural Sciences Tekijä Författare Author Katri Virtanen Työn nimi Arbetets titel Title Effect of immunocastration on pigs growth and behaviour Oppiaine Läroämne Subject Animal Science Työn laji Arbetets art Level Master s thesis Aika Datum Month and year November 2013 Sivumäärä Sidoantal Number of pages 62 p. Tiivistelmä Referat Abstract The aim of this study was to examine how immunocastration effects on pigs growth rate, feed efficiency and carcass traits and how high amounts of ileal digestible amino acids can pigs utilize. Another aim of this study was to examine if immunocastrating causes pain or stress to pigs in short period of time. This experiment was carried out in research piggery of MTT Hyvinkää. Pigs were splitted in six test groups by their gender (immunocastrated and surgically castrated males) and the level of standardized ileal digestible amino acids (low level, recommended level and high level). Growth and feed efficiency were measured by weighting pigs in the beginning of first growing phase, during growing weeks 6 and 9 and at the end of the trial. Carcass traits and meat quality were measured immediately after slaughter by Autofom-equipment. Pigs were videotaped for three days during each injection and their behavior was recorded. Statistical analysis of growth features and carcass traits were accomplished by SAS 9.3 GLM-procedure and behavioral changes by SPSSsoftware. The level of ileal digestible amino acids improved average daily gain (ADG) on both genders. Surgically castrated males achieved their best ADG during growing weeks 6-8 while immunocastrated males achieved their best results between growing week 9 and slaughter and at that time their results were best of all test groups. Increase of ileal digestible amino acids improved feed efficiency in all test groups. Stress indicating behavioral changes like standing, being alone and changes in activity, was noticed especially during first injection at the same day the injection was given. Second injection increased behavioral changes more the day after injection. Based on these results it seems that immunocastrating causes stress to pigs but it lasts only for a short time. Avainsanat Nyckelord Keywords immunocastration, boar, gender, amino acid, behaviour Säilytyspaikka Förvaringsställe Where deposited Department of Agricultural Sciences and Viikki Campus Library Muita tietoja Övriga uppgifter Further information Supervisors Jarmo Valaja and Anna Valros
SISÄLLYS SISÄLLYS... 4 LYHENTEET JA SYMBOLIT... 6 1 JOHDANTO... 7 1.1 Kastrointi... 7 1.1.1 Karjun haju... 7 1.1.2 Immunokastraation fysiologiset vaikutukset... 9 1.2 Sukupuolen ja rehun ohutsuolisulavien aminohappojen merkitys ruokintaan ja kasvuun... 10 1.2.1 Kasvunopeus... 10 1.2.2 Rehun muuntosuhde... 11 1.2.3 Teurasominaisuudet ja lihan laatu... 11 1.2.4 Välttämättömät ohutsuolisulavat aminohapot ja ideaalivalkuainen... 12 1.2.5 Sukupuolen ja kastraatiotavan vaikutus ohutsuolisulavien aminohappojen tarpeeseen... 13 1.3 Sian stressi ja kipukäyttäytyminen... 14 1.3.1 Kivun ja stressin vaikutukset sikojen käyttäytymiseen... 15 1.3.2 Kastraatiorokotuksen vaikutukset sian käyttäytymiseen lyhyellä aikavälillä... 16 2 TUTKIMUKSEN TAVOITTEET... 17 3 AINEISTO JA MENETELMÄT... 18 3.1 Koe-eläimet ja ympäristö... 18 3.2 Koejärjestelyt ja koemalli... 18 3.3 Ruokinta ja kasvatus... 19 3.3.1 Porsasvaiheen ruokinta ja koerehut... 19 3.3.2 Lihasikavaiheen ruokinta ja koerehut... 19 3.3.3 Kasvutulokset ja teurasominaisuudet... 25 3.4 Immunokastrointirokotukset... 26 3.5 Rokotuksen vaikutus sikojen käyttäytymiseen... 26 3.6 Analyysit... 29 3.6.1 Kemialliset analyysit... 29 3.6.2 Tilastolliset analyysit... 29 4 TULOKSET... 31 4.1 Kastraatiotavan ja aminohappopitoisuuden vaikutus sikojen kasvu- ja teurasominaisuuksiin... 31 4.1.1 Rehujen analyysit... 31 4.1.2 Rehunkulutus... 32 4.1.3 Elopaino ja kasvunopeus... 33
4.1.4 Rehun muuntosuhde... 34 4.1.5 Teurasominaisuudet... 34 4.2 Rokotuksen vaikutus käyttäytymiseen... 36 4.2.1 Rokotuksen päiväkohtainen vaikutus sikojen käyttäytymiseen... 36 4.2.1.1 Rokotuksen vaikutus rokotuspäivän käyttäytymiseen... 36 4.2.1.2 Rokotuksen vaikutus rokotusta seuraavan päivän käyttäytymiseen... 38 4.2.2 Rokotuskerran vaikutus... 39 4.2.2.1 Ensimmäinen rokotuskerta... 39 4.2.2.2 Toinen rokotuskerta... 39 5 TULOSTEN TARKASTELU... 43 5.1 Sukupuolen ja rehun ohutsuolisulavien aminohappojen pitoisuuden vaikutus sikojen kasvu- ja teurasominaisuuksiin... 43 5.1.1 Sukupuolen ja kastraatiotavan vaikutus ohutsuolisulavien aminohappojen tarpeeseen... 43 5.1.2 Elopaino ja kasvunopeus... 44 5.1.3 Rehun muuntosuhde... 45 5.1.4 Teurasominaisuudet... 46 5.2 Rokotuksen vaikutus käyttäytymiseen... 47 5.2.1 Rokotuksen vaikutus eri päivien käyttäytymiseen... 47 5.2.2 Rokotuskerran vaikutus... 48 6 JOHTOPÄÄTÖKSET... 49 LÄHTEET... 51 LIITE 1 Sikojen karsinajärjestys lihasikalassa... 61 LIITE 2 Porsasvaiheen rehut... 62
LYHENTEET JA SYMBOLIT LH GnRH IAA Luteinisoiva hormoni, lutropiini Gonadotropiinia vapauttava hormoni Indolietikkahappo, tryptofaanin endogeeninen hajoamistuote HPA-akseli Elimistön stressirektion aktivoiva järjestelmä
7 1 JOHDANTO 1.1 Kastrointi Lihaksi kasvatettavia sikoja kastroidaan kuluttajille epämiellyttävän karjun hajun ehkäisemiseksi. Kastroimalla voidaan myös vaikuttaa eläinten käyttäytymiseen kastroinnin vähentäessä karjuille ominaista aggressiivista ja seksuaalista käyttäytymistä (Rydhmer ym. 2010) ja eläinten toisilleen aiheuttamia vaurioita (Rydhmer ym. 2006). EU-maissa kastroidaan 80 100 % lihaksi kasvatettavista karjuista. Poikkeuksena Iso-Britannia ja Irlanti, joissa kastrointia ei tehdä juuri lainkaan vaan siat teurastetaan ennen sukukypsyyttä. Myös Kypros, Portugali, Espanja ja Kreikka käyttävät muita maita enemmän kastroimattomien karjujen lihaa (Fredriksen ym. 2009). Kirurginen kastrointi tehdään usein 3-7 päivän ikäiselle porsaalle, mutta joissakin maissa keskimääräinen ikä nousee jopa yli kahteen viikkoon. Euroopan maissa kivunlievitystä ja nukutusta kastroinnin yhteydessä käytetään harvoin, tosin muutamissa maissa kivunlievityksen käyttö kastroinnin yhteydessä on pakollista (Fredriksen ym. 2009). Porsaat kastroidaan viiltämällä kivesten iho rikki, vetämällä kives ulos ja katkaisemalla siemenjohdin tai vetämällä kives suoraan pihdeillä ulos, jolloin siemenjohtimet samalla katkeavat. Toimenpiteen tiedetään olevan porsaalle hyvin kivulias ja stressaava (White ym. 1995, Hay ym 2003). 1.1.1 Karjun haju Sukukypsä karju muodostaa hajua aiheuttavia yhdisteitä, joita ovat skatoli ja androstenoni (Dunshea ym. 2001). Androstenonin ja skatolin pitoisuuksiin vaikuttavat monet tekijät, kuten eläimen ikä ja sukukypsyysaste, ympäristö, ravitsemus ja geneettinen perimä. Näistä sukukypsyys ja perimä vaikuttavat sekä androstenonin että skatolin pitoisuuksiin, kun taas ympäristöllä ja ravitsemuksella voidaan vaikuttaa lähinnä skatoliin (Squires 2006). Karjun haju on havaittavissa, kun rasvakudoksen androstenonin pitoisuus on suurempi kuin 0,5-1,0 ppm ja skatolin pitoisuus suurempi kuin 0,20-0,25 ppm (Walstra ym. 1999).
8 Sian suolistobakteerien hajottaessa tryptofaania, syntyy indolia ja indolietikkahapon (IAA) kautta skatolia. Karjulla skatolia eli 3-metyyli-indolia muodostuu tryptofaanin hajoamistuotteena umpisuolessa ja lynkkysuolessa (Jensen 2006). Suolistosta skatoli kuljetetaan edelleen verenkierron mukana maksaan, missä osa siitä hajotetaan. Hajotusaste on melko pysyvä kullakin eläimellä mutta se vaihtelee eläinten ja eri sukupuolten välillä siten, että karjuilla hajotus on vähäisempää kuin muilla sukupuolilla (Jensen 2006). Ruokintaa suunnittelemalla voidaan vaikuttaa skatolin tuotantoon ruoansulatuskanavassa. Rehun sisältäessä runsaasti vasta umpisuolessa tai sen jälkeen hajoavaa valkuaista, stimuloituu skatolin tuotanto (Jensen 2006). Androstenonia, eli 5α-androst-16-en-3-onia tuotetaan kivesten Leydigin soluissa. Androstenonin eritystä kontrolloi neuroendokriininen järjestelmä ja erityisesti luteinisoiva hormoni eli LH, mikä sitoutuu Leydigin solun reseptoreihin johtaen steroidogeenisten entsyymien tuotantoon ja kivesperäisten steroidien lisääntyneeseen eritykseen. LH:n eritystä säätelee hypotalamuksen tuottama gonadotropiinia vapauttava hormoni GnRH (Einarsson 2006). Androstenonia eritetään syljessä mutta sitä kertyy myös rasvakudokseen (Sjaastadt ym. 2003). Karjun hajua aiheuttavilla yhdisteillä androstenonilla, skatolilla ja indolilla on korkea periytyvyysaste ja eri rotujen välillä on eroja näiden yhdisteiden pitoisuuksissa (Squires 2006). Näin ollen jalostuksella voidaan pitkällä tähtäimellä vaikuttaa hajua aiheuttavien yhdisteiden pitoisuuksiin ja siten hajun havaitsemisen yleisyyteen. Jalostuksella vaikuttaminen on kuitenkin hidasta eikä tarjoa välitöntä ratkaisua (Baes ym. 2012). Muita mahdollisia vaihtoehtoja ovat sukupuolilajiteltu siemen ja keinotekoisen, hajun tunnistavan nenän käyttö (Annor-Fempong ym. 1998). Nämä ratkaisut vaativat vielä runsaasti aikaa ja kehittelyä. Immunokastrointi karjun hajua ehkäisevänä menetelmänä on jo aktiivisessa käytössä muun muassa Australiassa ja Uudessa-Seelannissa (Tuyttens ym. 2011) ja valmiste on hyväksytty lähes 60 eri maassa (Rault ym. 2011).
9 1.1.2 Immunokastraation fysiologiset vaikutukset Immunokastraatiorokote on valmiste, jonka vaikuttavana aineena on GnRHhormonin analogi-proteiinikonjugaatti. Se toimii stimuloimalla immuunijärjestelmää tuottamaan vasta-aineita (European Medicines Agency). Rokotteen sisältämä GnRH:n synteettinen muoto konjugoituna kantajaproteiiniin saa aikaiseksi GnRH:n vasta-aineiden muodostumisen. Syntyneet vasta-aineet kiinnittyvät endogeenisen GnRH:n pinnalle estäen siten sitä stimuloimasta LH:n ja FSH:n eritystä aivolisäkkeestä. Tämä vähentää sukupuolihormonien kuten androstenonin eritystä. Kun sukupuolihormonien pitoisuus laskee, voi maksa puhdistaa elimistöä tehokkaammin tryptofaanin hajoamistuotteesta skatolista, jolloin myös sen pitoisuus vähenee (Zamaratskaia ym. 2007). Testosteronipitoisuus laskee toisen kastraatiorokotuksen jälkeen nopeasti ja tätä seuraa skatolin pitoisuuden hitaampi lasku (Brunius ym. 2011). Androstenoni poistuu noin kolmessa viikossa eläimen rasvakudoksesta toisen kastraatiorokotuksen antamisen jälkeen. Hormonien pitoisuuksien laskun seurauksena myös kasvuhormoni IGF-1:n pitoisuus plasmassa laskee (Claus ym. 2007). Immunokastrointi vaikuttaa kivesten kokoon (Bonneau 2010), joten niiden koon perusteella voidaan arvioida rokotuksen onnistumista. Kaksi kertaa rokotetuilla voidaan todeta kivesten ja bulbouretaalirauhasen koon olevan noin puolet verrattuna vastaaviin karjuihin (kuva 1). Näiden painon, koon ja pituuden muutokset ovat olleet tilastollisesti merkitseviä (Jaros ym. 2004, Einarsson ym. 2006, Einarsson ym. 2009, Gispert ym. 2010) ja ne havaitaan jo kaksi viikkoa toisen rokotuksen jälkeen (Kubale ym. 2013).
10 Kuva 1. Immunokastroinnin vaikutus karjun kivesten ja sukupuolirauhasten kokoon (Skrlép ym. 2010) 1.2 Sukupuolen ja rehun ohutsuolisulavien aminohappojen merkitys ruokintaan ja kasvuun 1.2.1 Kasvunopeus Karjujen ja immunokastraattien tuotanto-ominaisuudet ovat samankaltaiset aina toiseen kastraatiorokotukseen saakka. Tämän jälkeen immunokastraatit kasvavat karjuja nopeammin. Ero johtuu osittain vähentyneestä aggressiivisesta ja seksuaalisesta käyttäytymisestä, mitkä kuluttavat enemmän energiaa (Dunshea ym. 2005, Font-i-Furnols ym. 2009 Fábrega ym. 2010) ja osittain immunokastroitujen sikojen suuremmasta syömiseen käyttämästä ajasta (Cronin ym. 2003). Immunokastraattien alentunut testosteronipitoisuus voi aiheuttaa ruokahalun lisääntymistä testosteronipitoisuuden korreloidessa siis negatiivisesti syödyn rehun määrän kanssa (Weiler ym. 1996). Skrépl ym. (2010) eivät todenneet tutkimuksessaan immunokastraattien parempaa keskimääräistä päiväkasvua. Tässä syynä oli todennäköisesti kaikkien tutkimussikojen pitäminen yksittäiskarsinoissa, jolloin karjuilla ei ollut mahdollista osoittaa runsaammin energiaa kuluttavia käyttäytymismalleja kuten aggressiivista, sosiaalista ja seksuaalista käyttäytymistä.
11 Immunokastroitavat siat muistuttavat käytökseltään enemmän leikkoja muutama viikko toisen kastraatiorokotuksen jälkeen (Zamaratskaia ym. 2007, Morales ym. 2011), jolloin ne esittävät karjuja vähemmän seksuaalista ja aggressiivista käyttäytymistä (Rydhmer ym. 2010, Baumgartner ym. 2010, Andersson ym. 2011) ja näin ollen niiden kulutus vähenee ja ylläpitoenergian tarve on karjuja pienempi. 1.2.2 Rehun muuntosuhde Kirurgisella kastraatiolla on negatiivisia vaikutuksia moniin tuotanto-ominaisuuksiin kuten keskimääräiseen päiväkasvuun, syödyn rehun määrään ja rehuhyötysuhteeseen (Font-i-Furnols ym. 2012). Kasvatuksen alkuvaiheessa leikot kasvavat immunokastraatteja ja imisiä nopeammin ja niillä on parempi rehuhyötysuhde (Bonneau ym. 1994). Koko kasvatuskautta tarkasteltaessa immunokastraatit ja imisät syövät leikkoja vähemmän kun taas leikot ja immunokastraatit kasvavat imisiä nopeammin. Näin ollen immunokastraattien rehuhyötysuhde kokonaisuudessaan on leikkoja ja imisiä parempi (Morales ym. 2011, Batorek ym. 2012). Weilerin ym (2012) tutkimuksessa todettiin karjuilla olevan paras rehuhyötysuhde, mutta koska immunokastraatit söivät muita ryhmiä enemmän heti toisen rokotuksen jälkeen, saavuttivat ne korkeimman kasvuasteen. Muutamissa tutkimuksissa rehuhyötysuhteessa ei ole havaittu merkittäviä eroja leikkojen ja immunokastraattien välillä. Syyksi on esitetty eri rotujen välisiä geneettisiä eroavaisuuksia ja kokeissa käytettyjen ajanjaksojen pituutta kastraatiorokotuksen ja teurastuksen välillä (Latorre ym. 2004, Pendo ym. 2008). 1.2.3 Teurasominaisuudet ja lihan laatu Karjuilla on leikkoja ja imisiä suurempi kasvupotentiaali ja paremmat teurasominaisuudet, mikä tarkoittaa lihaisaa ja vähärasvaista ruhoa. Ero johtuu karjujen tuottamista androgeeneistä, jotka tehostavat proteiinisynteesiä ja vähentävät valkuaisen hajotusta (Claus ym. 2007). Immunokastrointia käyttämällä voidaan saada leikkoja paremmin kasvavia sikoja, joiden ruhojen ja lihan laatu on vähintään yhtä hyvä kuin leikoilla (Fuchs ym. 2009, Pauly ym. 2009). Immunokastroitujen karjujen ja imisien ruhoista saadaan kirurgisesti kastroituja leikkoja enemmän toivottua vähärasvaista lihaa (Jaros ym. 2004, Schmoll ym. 2009, Skrépl ym. 2012)
12 ruhojen muistuttaessa rasvaisuudeltaan enemmän karjuja kuin kirurgisesti kastroituja leikkoja (Skrépl ym. 2010). Leikkojen ruhoissa on havaittu suurempi rasvakerroksen syvyys verrattuna immunokastraatteihin (Bonneau ym. 1998, Font-i-Furnols ym. 2009, Morales ym. 2011). Immunokastroiduille karjuille voidaan antaa leikkoja enemmän energiaa tinkimättä ruhon laadusta, mikäli huolehditaan valkuaisen riittävästä saannista. (Hermionic ym. 2009, Pauly ym. 2009, Fábrega ym. 2010). Tosin noin kahden viikon kuluttua toisesta immunokastraatiorokotuksesta immunokarjujen rehun kulutus kasvaa ja tässä vaiheessa myös rehun valkuaisen määrää voi olla syytä laskea (Dunshea ym. 2013). 1.2.4 Välttämättömät ohutsuolisulavat aminohapot ja ideaalivalkuainen Ruokinnan aminohappotason ollessa korkea, eläimet kasvavat nopeammin ja ovat teurasiässä painavampia verrattuna sikoihin, joiden dieetin aminohappotaso on alhainen. Lisäksi runsaasti aminohappoja saaneiden sikojen ruhossa on enemmän vähärasvaista lihaa ja vähemmän rasvaa verrattuna sikoihin, joiden rehun aminohappopitoisuus oli matalampi (Ruusunen ym. 2007). Välttämättömät aminohapot ovat aminohappoja, joita eläin ei pysty itse tuottamaan, vaan sen on saatava kyseiset aminohapot ravinnostaan (Wu ym. 2012). Sialle välttämättömiä, rehusta saatavia aminohappoja on yhdeksän. Näitä ovat treoniini, metioniini, isoleusiini, leusiini, valiini, tryptofaani, fenylalaniini, histidiini ja lysiini. Lisäksi kysteiini, tyrosiini ja arginiini ovat aminohappoja, joita sika ei pysty valmistamaan proteiinisynteesin vaatimia määriä, vaan niitä on myös saatava ravinnosta. Mikäli kaikkia synteesiin tarvittavia aminohappoja ei ole samanaikaisesti riittävästi saatavilla, ei jäljelle jääneitä aminohappoja voi käyttää synteesiin vaan maksa syntetisoi nämä aminoryhmät ureaksi, mikä poistetaan elimistöstä virtsana (McDonald ym. 2011). Näin ollen aminohappojen optimaalisten keskinäisten suhteiden, eli ihanneproteiinin saavuttaminen on paitsi tuotantotehokasta, vähentää se myös ympäristön typpipäästöjä (Mahan ym. 1998). Ihannevalkuainen sisältää kaikkia välttämättömiä aminohappoja optimaalisessa suhteessa sekä riittävästi eivälttämättömiä aminohappoja (Ajinomoto-Eurolysine, 2011).
13 Välttämättömistä aminohapoista lysiini on yleisesti ottaen ensimmäinen rajoittava aminohappo normaalilla viljapohjaisella dieetillä. Kasvukokeissa on havaittu rehun ohutsuolisulavan lysiinin pitoisuuden vaikuttaneen merkittävästi lihasikojen päiväkasvuun ja rehuhyötysuhteeseen niitä parantaen (Yen ym. 1986a). 1.2.5 Sukupuolen ja kastraatiotavan vaikutus ohutsuolisulavien aminohappojen tarpeeseen Suomessa käytetyn ruokintasuosituksen mukaan 20 55 kg painoisille lihasioille tulisi tarjota 1,05 g/mj NE ja 55 100 kg painoisille 0,75 g/mj NE näennäisesti ohutsuolisulavaa lysiiniä kaksivaiheruokintaa käytettäessä. Kolmivaiheruokinnalla näennäisesti ohutsuolisulavan lysiinin osuus pienenee sian kasvaessa yli 80 kilon painoon, jolloin näennäisesti ohutsuolisulavan lysiinin määräksi suositellaan 0,65 g/mj NE (Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus, ruokintasuositukset 2013). Lysiinin tarpeeseen vaikuttavat sian sukupuoli ja koko. Karjut tarvitsevat enemmän ohutsuolisulavaa lysiiniä kuin imisät, joiden tarve taas on hieman leikkoja suurempi (Noblet. 2001). Dunshean ym. (2013) metaanalyysitutkimuksen mukaan immunokarjujen lysiinitarve on 5 % ensikoita suurempi sikojen elopainon ollessa 25-50 kg ja 8 % suurempi elopainon noustessa 50-95 kiloon. Muutama viikko toisen immunokastraatiorokotuksen jälkeen immunokastraattien ohusuolisulavien aminohappojen tarve vähenee ja muistuttaa leikkojen tarvetta. Verrattuna karjuihin immunokastraattien standardoidun ohutsuolisulavan lysiinin tarve laskee 0,084 g/mj DE toisen kastraatiorokotuksen jälkeen (Moore ym. 2011). Yen ym. (1986b) totesi tutkimuksessaan rehun lysiinipitoisuudella olevan suoraviivainen vaikutus sikojen päiväkasvuun sekä imisillä, leikoilla että karjuilla eläinten ollessa 25-55 kilon painoisia. Tässä kokeessa suurimmat päiväkasvut (g/vrk) olivat leikoilla 761, imisillä 742 ja karjuilla 798. Nämä saavutettiin lysiinipitoisuuksien ollessa leikoilla 10,1, imisillä 10,9 ja karjuilla 11,2 g/kg koerehujen ohutsuolisulavan lysiinipitoisuuden vaihdellessa 7,5 ja 14-5 g/kg rehua välillä. Sikojen ollessa 50-90 kilon painoisia todettiin sikojen saavuttavan parhaita päiväkasvuja lysiinipitoisuuden ollessa leikoilla 7,5, imisillä 8,3 ja karjuilla 9,2 g/kg rehua ja päiväkasvujen (g/vrk) ollessa leikoilla 816, imisillä 870 ja karjuilla 958.
14 Lysiinipitoisuuksien yhä noustessa, eivät sikojen tulokset enää parantuneet (Yen ym. 1986b). Cromwellin ym. (1993) tutkimuksessa havaittiin sukupuolen ja rehun lysiinipitoisuuden välillä yhdysvaikutuksia kokeen imisien hyötyessä rehun lysiinipitoisuuden lisäyksestä mutta samaa vaikutusta ei todettu leikoilla. Tässä kokeessa imisät pystyivät hyödyntämään rehua, mikä sisälsi raakavalkuaista 17,2 % kuiva-aineesta ja tästä lysiinin osuus oli 0,90 %, kun taas leikkojen parhaat tulokset saavutettiin raakavalkuaispitoisuuden ollessa 13 % kuiva-aineesta ja tästä lysiinin osuus 0,60 % kun lysiinin vaikutuksia mitattiin ruhon lihaprosentilla, kasvunopeudella ja rehun muuntosuhteella. 1.3 Sian stressi ja kipukäyttäytyminen Immunokastrointirokotteen välittömistä ja lyhytaikaisista vaikutuksista sikojen hyvinvointiin ja käyttäytymiseen on hyvin vähän tieteellistä tietoa. Kastroinnin aiheuttamaa kipua ja kipukäyttäytymistä sen sijaan on tutkittu aiemmissa tutkimuksissa (White ym. 1995, Hay ym 2003) ja kivun ja stressin on todettu aiheuttavan useita erilaisia muutoksia eläimen käyttäytymisessä ja fysiologisessa tilassa (White ym. 1995, Hay ym 2003, Prunier ym. 2006, Leidig ym. 2008). Molony ym. (1997) esittivät kivun sellaisena luotaantyöntävänä kokemuksena, minkä takia tapahtuu muutoksia eläimen fysiologiassa ja käyttäytymisessä, tavoitteena välttää vahingon tapahtumista, vähentää sen todennäköisyyttä tai edistää siitä paranemista. Sian kokemaa kipua ja stressiä voidaan tutkia paitsi käyttäytymismuutoksia seuraamalla, myös fysiologisia muutoksia mittaamalla. Aiemmissa kastraatiokipua ja stressiä koskevissa tutkimuksissa on stressin mittarina käytetty sydämen sykettä, ääntelyn voimakkuutta ja intensiteettiä (White ym. 1995, Marx ym 2003) sekä HPA-akselin aktivoitumista ja siitä johtuvaa stressihormonien kortikotropiinin eli ACTH:n ja kortisolin nousua (Prunier ym. 2005, Llamas Moya 2008). Myös katekoliamiinien eli lisämunuaisen erittämien hormonien adrenaliinin ja noradrenaliinin lisääntynyt eritys on yhteydessä stressiin. Adrenaliinipitoisuus nousee nopeasti ja selvästi heti kivun yhteydessä ja tätä seuraa pidempikestoinen noradrenaliinin plasmapitoisuuden nousu (Prunier 2006).
15 1.3.1 Kivun ja stressin vaikutukset sikojen käyttäytymiseen Vertailtaessa kastroituja ja kastroimattomia porsaita keskenään, on havaittu kastroitujen porsaiden käyttävän vähemmän aikaa sosiaaliseen kanssakäymiseen (Van Beirendonck ym. 2011) ja vetäytyvän useammin erilleen (Hay ym. 2003). Toisaalta Jensenin ym. (1995) tutkimuksessa lyhytaikaisen stressin vaikutuksista sikojen käyttäytymiseen, havaittiin sosiaalisen kanssakäymisen sikojen välillä lisääntyneen. Toisaalta stressin ollessa lyhytaikaista, voi se ilmentyä myös lisääntyneenä sosiaalisena kanssakäymisenä, mikä vähenee vasta tilanteen kestäessä pidempään (Jensen ym. 1995). Hereillä ollessaan kastraatiokipua kokeneet siat ovat vähemmän aktiivisia (Carroll ym. 2006) ja käyttävän vähemmän aikaa imemiseen ja nisien manipulaatioon (Hay ym. 1993, McGlone ym. 1993) sekä muihin suulla tapahtuviin toimintoihin kuten nuolemiseen ja puremiseen (Hay ym. 2003, Van Beirendonck ym 2011). Tosin Taylorin ym. (2001) ja Llamas Moyan ym. (2008) tutkimuksissa saatiin päinvastaisia tuloksia. Näissä kokeissa kastraatiokipua kokeneet eläimet käyttivät enemmän aikaa imemiseen, nuolemiseen, pureskeluun ja utareen manipulointiin. Näiden aktiviteettien on esitetty olevan eläimen tapa käsitellä kokemaansa kipua ja stressiä. Käyttäytymismuutokset voivat vaihdella stressin aiheuttajan muuttuessa (Hicks ym. 1998) ja se voi vaikuttaa sikojen päivärytmiin muuttaen eläinten aikabudjettia eri tavalla eri vuorokaudenaikoina (Jensen ym. 1995, Van Beirendonck ym. 2011). Tämä todettiin Van Beirendonckin ym. (2011) tutkimuksessa, missä kipua kokeneet eläimet olivat aktiivisempia iltapäivällä. On myös viitteitä siitä, että sika kokee käsittelystä aiheutuneen stressin suurempana ollessaan vanhempi (Carroll ym. 2006). Välittömiä muutoksia eläinten käyttäytymisessä ovat olleet takapuolen hankaaminen, saparon heilahdukset (Hay ym. 2003), vapina, jäykkyys, lihasspasmit ja makaaminen rinnan päällä jalat vedettynä kehon alle (Llamas Moya ym. 2008). Nämä siat ovat myös viettäneet vähemmän aikaa maaten (Taylor ym. 2001) ja enemmän istuen ja seisten (Jensen ym. 1995). Jensen ym. (1995) havaitsi myös istumiseen käytetyn keskimääräisen ajan lisääntyvän ensimmäisinä päivinä kivun kokemisen jälkeen ja sikojen vaihtelevan käyttäytymistään useammin verrattuna kontrolliryhmään. Edellä mainitussa kokeessa aggressiivinen käytös iltapäivän ruokinnan yhteydessä väheni. Tämä käyttäytymismalli on havaittu aiemmin myös muilla nisäkkäillä, joilla syyksi
16 on esitetty stressistä aiheutunutta ruokahalun heikkenemistä. Siat jotka eivät kokeneet kipua, esittävät enemmän muita kuin yllä mainittuja kipuun liittyviä aktiivisia toimintoja ensimmäisen vuorokauden aikana (Luivers-Poodt ym. 2013). Kirurginen kastraatio aiheuttaa porsaille useamman päivän kestävää kipua, mikä on havaittavissa muutoksina eläinten käyttäytymisessä (Hay ym. 2003). Myös Van Beirendonck ym. (2011) sai omassa tutkimuksessaan samansuuntaisia tuloksia. 1.3.2 Kastraatiorokotuksen vaikutukset sian käyttäytymiseen lyhyellä aikavälillä Immunokastraatiotapahtuman vaikutuksia sikoihin on tutkittu hyvin vähän. Fábregan ym. (2010) tutkimuksessa todettiin karjujen ja immunokastroitavien sikojen olevan leikkoja ja imisiä useammin aktiivisia ennen ensimmäistä rokotusta. Kaksi päivää rokotuksen jälkeen immunokastraattien aktiivisuus laski rokottamattomien karjujen aktiivisuuteen verrattuna. Pian toisen rokotuksen jälkeen immunokastraatit ovat viettäneet leikkoihin verrattuna enemmän aikaa istuen ja maaten (Fábrega ym. 2010, Baumgartner ym. 2010). Aggressiivinen käyttäytyminen on lisääntynyt myös jonkin verran mutta ei tilastollisesti merkitsevällä tavalla (McGlone 2012).
17 2 TUTKIMUKSEN TAVOITTEET Tämä tutkimus oli osa vuonna 2009 käynnistynyttä FINCAS-hanketta, minkä tavoitteena oli selvittää vaihtoehtoja porsaiden kirurgiselle kastraatiolle. Hanketta rahoitettiin maa- ja metsätalousministeriön Maatilatalouden kehittämisrahastosta Makerasta. Tutkimus toteutettiin yhteistyössä Helsingin yliopiston ja Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskuksen MTT:n välillä. Käytännön koe toteutettiin MTT:n sikatutkimusasemalla Hyvinkäällä. Kotimaisia ruokintasuosituksia lihasikojen eri kasvuvaiheissa on tällä hetkellä vain imisille ja leikoille. Koska immunokastroidut siat muistuttavat leikkaamattomia karjuja aina toiseen kastraatiorokotukseen saakka, on tarpeellista selvittää immunokastraateille sopiva valkuaisruokinnan taso ja ruokinnan vaikutus immunokastraattien teurasominaisuuksiin ja tuotantotehokkuuteen. Kastroitavien eläinten käyttäytymisen tiedetään muuttuvan leikkojen kaltaiseksi toisen kastraatiorokotuksen jälkeen ja siten tällä menetelmällä voidaan välttää karjujen välisiä aggressiivisia yhteenottoja ja niistä johtuvia tapaturmia ja vammoja. Toistaiseksi ei ole tieteellistä tietoa siitä, aiheuttaako rokotustapahtuma sioille kipua tai stressiä. Tutkimuksen tavoite oli kaksiosainen jakautuen immunokastroitujen karjujen optimaalisen valkuaisruokinnan tason selvittämiseen ja immunokastroinnin lyhytaikaisten vaikutusten, kuten kivun ja stressin, selvittäminen sikojen käyttäytymistä seuraamalla. Ensimmäisenä hypoteesina oli, että immunokastroiduille karjuille voidaan tarjota leikkoja runsaammin ohutsuolisulavia aminohappoja ja että immunokastroidut siat voivat saavuttaa nopeamman kasvun ja tuottaa parempilaatuisia ruhoja verrattuna leikkoihin. Toisena hypoteesina oli immunokastraatiorokotteen aiheuttavan lievää epämukavuuden tunnetta, kipua tai stressia sioille ja sen ilmenevän sikojen käyttäytymispiirteiden muutoksina lyhyellä aikavälillä rokotuksen antamisesta.
18 3 AINEISTO JA MENETELMÄT 3.1 Koe-eläimet ja ympäristö Koe suoritettiin MTT Hyvinkään tutkimusasemalla ajalla 24.10.2011 31.10.2012. Kokeeseen osallistui kaikkiaan 208 sikaa. Tutkimuksessa käytettiin MTT Hyvinkään emakkosikalassa syntyneitä kolmiroturisteytysporsaita, joita saatiin duroc x maatiaskarjuilla (DM) -siemennetyistä yorkshire x maatiaisemakoista (YxM). Kokeeseen valittiin karjuporsaita, jotka olivat syntymäpainoltaan yli 1 kg painoisia. Valituista porsaista puolet kastroitiin normaalisti kirurgisesti ja puolet jätettiin kastroimatta. 3.2 Koejärjestelyt ja koemalli Koejärjestely oli 2x3 faktoriaalinen ja tutkittavina tekijöinä olivat sukupuoli ja rehun ohutsuolisulavien aminohappojen taso. Koemallina oli satunnaistettu lohkokoe ja koejärjestelyissä pyrittiin poistamaan karsinan sijainnin vaikutus sikalassa. Karsinoiden käsittely arvottiin. Tavoitteena oli jakaa kuhunkin karsinaan porsaat, jotka olivat peräisin eri pahnueista Kokeeseen valittuja porsaita punnittiin ja niiden saavutettua 24-32 kilon painon, ne siirrettiin emakkosikalasta lihasikalaan neljän sian karsinoihin. Siirtovaiheessa porsaiden tuli olla paitsi tavoitepainossa, myös ulkoisesti terveen näköisiä. Siirtovaiheessa karsinat pyrittiin täyttämään järjestyksessä sitä mukaan kun kokeeseen sopivia sikoja saatiin. (liite 1) Kokeeseen jaettiin sikoja siten, että saatiin yhteensä kuusi koeryhmää. Näistä ryhmät 1, 3 ja 5 olivat immunokastroitavien karjujen ryhmiä ja 2, 4 ja 6 leikkoja. Nämä sukupuolen mukaan jaetut ryhmät jaettiin edelleen erilaisen ohutsuolisulavien aminohappopitoisuuden sisältäviin ruokintaryhmiin 1, 2 ja 3 niin, että jokaisessa ruokintaryhmässä oli yksi karjujen ja yksi leikkojen ryhmä (taulukko 1). Ruokintaryhmissä 1 ja 2 (alhainen ja suositusten mukainen aminohappotaso) oli kussakin 9 koekarsinaa ja ruokintaryhmässä 3 (korkea aminohappotaso) 8 koekarsinaa.
19 Taulukko 1. Kokeen ryhmät sukupuolen ja ruokintaryhmän mukaan Ruokintaryhmät: Immunokastraatit Leikot 1:alhainen lysiinipitoisuus, standardoitu ohutsuolisulava lysiini 8,5 g/ry/ 7,2g/ry/ 6,3g/ry 2:suositusten mukainen lysiinipitoisuus, standardoitu ohutsuolisulava lysiini 9,5 g/ry/ 8,1g/ry/ 7,1g/ry 3: korkea lysiinipitoisuus, standardoitu ohutsuolisulava lysiini 10 g/ry/ 8,5g/ry /7,4g/ry 1 4 2 5 3 6 3.3 Ruokinta ja kasvatus 3.3.1 Porsasvaiheen ruokinta ja koerehut Kokeeseen osallistuvien porsaiden ruokinta oli samanlainen sekä leikoilla että karjuilla. Porsaita ruokittiin vapaasti kahden viikon iästä vieroitukseen saakka ja 19 päivää vieroituksen jälkeen porsasrehulla 100 (liite 2), jonka jälkeen eläimiä ruokittiin porsasrehulla 101 (liite 2) aina siihen saakka kunnes porsaat siirrettiin lihasikalaan. Lisäksi vettä oli tarjolla jatkuvasti. 3.3.2 Lihasikavaiheen ruokinta ja koerehut Lihasikalaan siirtymisen jälkeen sioille tarjottiin rehua kahdesti päivässä. Kahden ensimmäisen ruokintavaiheen rehut punnittiin ja jaettiin käsin ja kolmannen vaiheen rehut jaettiin robotilla. Mahdolliset tähteet kerättiin ja tarvittaessa rehumäärää laskettiin hetkellisesti mutta nostettiin mahdollisimman nopeasti takaisin suunniteltuun määrään (taulukko 2). Rehu oli rakeistettua ja rakeen läpimitta 4 mm.
20 Taulukko 2. Sikojen saamat rehumäärät eri ruokintaviikoilla Ruokintaviikko RY/sika/vrk 1 1,50 2 1,70 3 1,90 4 2,17 5 2,44 6 2,65 7 2,92 8 3,13 9 3,30 10 -> teurastus 3,30 Rehu optimoitiin raaka-aineista siten, että se saatavilla olevien tietojen perusteella noudatteli lihasikojen ruokintasuosituksia muuten paitsi ohutsuolisulavien aminohappojen osalta (Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus, ruokintasuositukset 2013). Karjuja ja leikkoja ruokittiin kolmivaiheruokinnalla ja kolmella erilaisella ohutsuolisulavien aminohappojen tasolla. Sioille tarjottiin alkukasvatusvaiheen rehua (taulukko 3 a) ensimmäisessä ruokintavaiheessa alkukasvatuksen aikana lihasikaviikoilla 1-5, keskikasvatusvaiheen rehua (taulukko 3 b) toisessa ruokintavaiheessa viikoilla 6-8 ja loppukasvatusvaiheen rehua (taulukko 3 c) kolmannessa ruokintavaiheessa viikosta 9 aina teurastukseen saakka.
21 Taulukko 3 a. Lihasikavaiheen rehujen laskennallinen koostumus ruokintaryhmillä 1, 2 ja 3 alkukasvatusvaiheessa Ryhmä R1 R2 R3 Rehu 530 531 532 Standardoitu Standardoitu Standardoitu OS- OS- OSlysiini 8,5 Kuvaus g/ry lysiini 9,5 g/ry lysiini 10 g/ry Ohra 62 kg/hl, % 82,96 78,29 75,61 Soijarouhe Hipro,% 14,17 18,02 17,76 Heravalkuaisjauhe 35 % rv, % - 0,95 3,99 HCL lysiini, % 0,29 0,25 0,19 Metioniini, % - - - Treoniini, % 0,1 0,08 0,04 Ruokintakalkki, % 1,58 1,57 1,55 Monokalsiumfosfaatti, % 0,52 0,46 0,48 Hivenaine-vitamiiniseos, % 0,37 0,37 0,37 Fytaasi Phyzyme XP 10000,% 0,013 0,013 0,013 Laskennallinen koostumus Raakavalkuainen, % 18,195 20,047 20,994 Raakarasva, % 2,241 2,282 2,331 Raakakuitu. % 4,653 4,584 4,436 Energia, MJ NE 10,2 10,2 10,2 Sulava raakavalkuainen, g/ry 134 150 158 Standardoidut ohutsuolisulavat aminohapot g/ry lysiini 8,5 9,5 10 met+kyst 5,83 3,61 6,75 treoniini 5,7 6,37 6,7 tryptofaani 1,7 1,91 2 kalsium, g/ry 7,6 7,6 7,6 sulava fosfori, g/ry 2,7 2,7 2,7
22 Taulukko 3 b. Lihasikavaiheen rehujen laskennallinen koostumus ruokintaryhmillä 1, 2 ja 3 keskikasvatusvaiheessa Ryhmä R1 R2 R3 Rehu 533 534 535 Standardoitu OS- Standardoitu OS- Standardoitu OS- Kuvaus lysiini 8,5 g/ry lysiini 9,5 g/ry lysiini 10 g/ry Ohra 62 kg/hl, % 86,72 82,85 80,91 Soijarouhe Hipro,% 10,93 13,95 13,3 Heravalkuaisjauhe 35 % rv, % - 0,93 3,58 HCL lysiini, % 0,19 0,17 0,12 Metioniini, % - - - Treoniini, % 0,05 0,04 0,01 Ruokintakalkki, % 1,44 1,43 1,42 Monokalsiumfosfaatti, % 0,3 0,26 0,29 Hivenaine-vitamiiniseos, % 0,36 0,36 0,36 Fytaasi Phyzyme XP 10000,% 0,013 0,013 0,013 Laskennallinen koostumus Raakavalkuainen, % 15,73 17,33 18,03 Raakarasva, % 3,02 3,02 3,02 Raakakuitu. % 5,33 5,24 5,09 Energia, MJ NE 9,97 9,96 9,99 Sulava raakavalkuainen, g/ry 114 128 134 Standardoidut ohutsuolisulavat aminohapot g/ry lysiini 7,2 8,1 8,5 met+kyst 4,49 4,96 5,35 treoniini 4,82 5,43 5,7 tryptofaani 1,5 1,68 1,74 kalsium, g/ry 6,9 6,9 6,9 sulava fosfori, g/ry 2,4 2,4 2,4
23 Taulukko 3 c. Lihasikavaiheen rehujen laskennallinen koostumus ruokintaryhmillä 1, 2 ja 3 loppukasvatusvaiheessa Ryhmä R1 R2 R3 Rehu 536 537 538 Standardoitu OS- Standardoitu OS- Standardoitu OS- Kuvaus lysiini 8,5 g/ry lysiini 9,5 g/ry lysiini 10 g/ry Ohra 62 kg/hl, % 93,22 89,65 87,77 Soijarouhe Hipro,% 4,72 6,67 7,04 Heravalkuaisjauhe 35 % rv, % - 1,69 3,28 HCL lysiini, % 0,17 0,14 0,1 Metioniini, % - - - Treoniini, % 0,05 0,04 0,01 Ruokintakalkki, % 1,34 1,33 1,32 Monokalsiumfosfaatti, % 0,13 0,11 0,11 Hivenaine-vitamiiniseos, % 0,36 0,36 0,36 Fytaasi Phyzyme XP 10000,% 0,013 0,013 0,013 Laskennallinen koostumus Raakavalkuainen, % 14,52 15,89 16,59 Raakarasva, % 3,03 3,03 3,04 Raakakuitu. % 5,44 5,31 5,22 Energia, MJ NE 10,3 10,04 10,04 Sulava raakavalkuainen, g/ry 100 112 118 Standardoidut ohutsuolisulavat aminohapot g/ry lysiini 6,3 7,1 7,4 met+kyst 4,22 4,68 4,97 treoniini 4,28 4,83 5,03 tryptofaani 1,31 1,45 1,52 kalsium, g/ry 6 6 6 sulava fosfori, g/ry 2 2 2
24 Muuten aminohappokoostumuksen osalta pyrittiin noudattamaan aiempien tarvekokeiden perusteella sioille määritettyä ideaalivalkuaista (taulukko 4). Ruokintaryhmällä 1 rehu sisälsi nykyisiä suosituksia vähemmän ohutsuolisulavia aminohappoja. Ruokintaryhmässä 2 rehu sisälsi suositusten mukaisen määrän ohutsuolisulavia aminohappoja kun taas ruokintaryhmässä 3 niitä oli suosituksia enemmän. Kaikilla ruokintaryhmillä ohutsuolisulavien aminohappojen pitoisuutta laskettiin kokeen edetessä ja eläinten kasvaessa. Taulukko 4. Ideaalivalkuaisen koostumus, jota koerehuissa pyrittiin noudattamaan (Ajinomoto-Eurolysine, 2011). Luvut ovat standardisoituja ohutsuolisulavia aminohappoja. Alku- ja keskikasvatus Loppukasvatus Lysiini 100 100 Metioniini + kystiini 60 60 Treoniini 67 68 Tryptofaani 20 19 Valiini > 65 > 65 Isoleusiini 53 53 Leusiini 100 100 Histidiini 32 32 Fenylalaniini + Tyrosiini 95 95 Arginiini 42 42 Optimoinnissa käytettiin standardoitujen ohutsuolisulavuuksien kertoimia. Koerehujen ohra ja soijarouhe analysoitiin ja rehuun lisättiin fytaasi-entsyymiä parantamaan fosforin sulavuutta sioilla. Näin ollen taulukossa esitetyt fosforin sulavuuskertoimet on muutettu vastaamaan fytaasientsyymin mukaisia sulavuuksia, jotka otettiin Info-Svin -sivuston kertoimien mukaisesti, ohralle 46 % ja soijalle 56 % (Pig Research Centre, 2012). Sekä porsas- että lihasikavaiheen rehuista otettiin näytteitä luotettavan ruokintasuunnitelman takaamiseksi. Jokaisesta saapuvasta porsasrehukontista otettiin näytteet, joista koostettiin yksi näyte. Tämän näytteen analysointituloksen perusteella esitettiin porsasvaiheen rehun koostumusta. Myös lihasikavaiheen rehuista otettiin näytteet jokaisesta 1000 kilon rehukontista. Näistä näytteistä muodostettiin koostenäytteet analysoitaviksi siten, että jokaisesta ruokintavaiheesta analysoitiin
25 kaksi koostenäytettä kustakin ruokintavaiheesta eli yhteensä 18 koostenäytettä rehuanalyysia varten. 3.3.3 Kasvutulokset ja teurasominaisuudet Tavoite-elopaino teuraaksi lähetettäville sioille oli 115,0 kiloa. Sikojen kasvua seurattiin säännöllisillä punnituksilla kokeen viidennen ja kahdeksannen ruokintaviikon lopulla. Lisäksi kokeen kymmenenneltä ruokintaviikolta lähtien siat punnittiin joka viikko ja niiden saavutettua 103,5 kilon painon, ilmoitettiin sika teuraaksi. Sikojen saavutettua tavoitepainon, ne lähetettiin teurastamolle, jossa teurastiedot kerättiin AutoFomilla. Mikäli karsinan siat saavuttivat tavoitepainon eri aikoina, voitiin tarvittaessa lähettää vain osa sioista kerrallaan teurastamolle. Poistaminen tapahtui kuitenkin niin, että yhteen karsinaan jäi aina vähintään kaksi sikaa. Saman karsinan sikojen teurastusajat saivat poiketa toisistaan kahdella viikolla. Mikäli jäljelle jääneet siat eivät tässä ajassa saavuttaneet tavoitepainoa, ne lähetettiin teurastamolle tavoitetta kevyempinä. Laatuluokitus on Suomessa lakisääteistä ja siitä vastaa Maaseutuvirasto ja valvonnasta vastaa Lihateollisuuden tutkimuskeskus. Hyvillä teurasominaisuuksilla tarkoitetaan lihaisaa ja vähärasvaista ruhoa. Suomessa lihan laatu luokitellaan SEUROP-taulukon mukaan teurastuksen yhteydessä. Teurasluokitus on tuottajalle taloudellisesti merkittävä, sillä teurastamon tuottajalle maksama hinta määräytyy ruhon laatuluokituksen mukaan (Maataloustilastot). Tässä tutkimuksessa sikojen teurasmittaukset suoritettiin Autofom-laitteistolla, jolla mitattiin sekä koko ruhon että erillisten lihasten lihasprosentteja. Kokeen ruhojen laatuluokitus suoritettiin SEUROP-asteikkoa noudattaen.
26 3.4 Immunokastrointirokotukset Immunokastroitavat siat rokotettiin kahdesti. Rokotuksen vaikutus tarkistettiin silmämääräisesti kivesten koon kehittymisestä. Mikäli sikojen kivekset eivät olleet pienentyneet, voitiin tarvittaessa antaa kolmas rokotus viikolla 9. Tässä kokeessa kolmas rokotus jouduttiin antamaan yhteensä seitsemälle sialle. Rokotteet annettiin sioille lihasikalavaiheen viikoilla 3. ja 7. rokotuspäivän ollessa torstai. Rokotusvälin tuli olla vähintään neljä viikkoa. Siat teurastettiin 4-9 viikkoa viimeisen rokotuksen jälkeen. Kaikki karsinan neljä sikaa rokotettiin samalla kerralla ja rokottamisen yhteydessä otettiin aika, joka kului karsinallisen rokottamiseen. Avustaja sulki väliseinällä siat karsinan ritiläosan puolelle, jolloin siat eivät päässeet pakenemaan. Rokote pistettiin sioille niskan sivulle, korvan taakse. 3.5 Rokotuksen vaikutus sikojen käyttäytymiseen Immunokastroitavien sikojen koeryhmiä 3 ja 5 kuvattiin kolmen vuorokauden ajan kummankin kastraatiorokotuksen yhteydessä. Kuvaus aloitettiin rokotuspäivää edeltävänä aamuna kello 7:00 ja lopetettiin rokotusta seuraavana päivänä noin kello 15:30. Eläimiä videoitiin myös yöaikaan. Tunnistamisen helpottamiseksi siat merkattiin jokaisen kuvauspäivän aamuna rasvaliiduilla ennalta sovittujen merkkien mukaisesti. Videonauhoista tutkittiin sikojen yleistä aktiivisuutta, jota seurattiin ympäri vuorokauden koko videoinnin ajan 15 minuutin välein kirjaamalla ylös sikojen asento, sijainti karsinassa ja sijainti suhteessa toisiin sikoihin. Lisäksi videoilta seurattiin jatkuvana seurantana käyttäytymispiirteitä ja aktiivisuutta, joiden perusteella tutkittiin rokotuksen mahdollisesti aiheuttamaa kipua tai epämukavaa oloa. Käyttäytymispiirteiden valinnan ja tulkinnan pohjana oli aiempien tutkimusten perusteella määritelty sian etogrammi (kuva 2). Jatkuvana seurantana videoita katsottiin 20 minuuttia aamu- ja iltapäiväruokailun yhteydessä, 15 minuuttia rokottamisen jälkeen ja kello 10:00-10:15, 13:00-13:15, 19:0-19:45 ja 01:00-01:15.
27 Ensimmäisenä päivänä videoita katsottiin yhteensä 100 minuuttia, toisena 115 minuuttia ja kolmantena 70 minuuttia sikaa kohti, lukuun ottamatta kolmea karsinaa, joiden kohdalla videointi alkoi teknisistä syistä johtuen vasta kokeen toisena päivänä. Jokaisesta koekarsinasta seurattiin kahta satunnaisesti valittua sikaa. Koko kokeessa seurattiin videoita yhteensä 218 tuntia. 2,5 % 1,5 % 4,0 % 14,0 % Joutilas/lepo: istuu tai makaa Seisoo tekemättä mitään Stereotyyppinen käyttäytyminen Tonkiminen Sosiaalinen kanssakäyminen 4,0 % 3,0 % 8,0 % 8,0 % 55,0 % Aggressiivinen käyttäytyminen Syöminen/juominen Seksuaalinen käyttäytyminen Muu toiminta Kuva 2. Useiden tutkimusten perusteella laskettu sian keskimääräinen etogrammi (Zamaratskaia ym. 2007, Petak ym 2010, Rydhmer ym.2010) Videonauhoilta sikojen käyttäytymistä kirjattiin CowLog-ohjelmalla. Ennen seurannan aloittamista määriteltiin ne käyttäytymispiirteet, joiden perusteella oli mahdollista määritellä kokivatko siat stressiä (taulukko 5).
28 Taulukko 5. Käyttäytymisen seurannassa käytettyjen toimintojen määrittelyt Hetkittäinen seuranta Asento: seisoo Sika seisoo istuu Sika istuu takapuoli maassa etujalkojen varassa makaa rintakehän päällä Sika makaa rintakehä lattiaa vasten makaa kyljellään Sika makaa kylki lattiaa vasten Sijainti karsinassa on ritilällä Sika on ritilän päällä. Vähintään puolet siasta on ritilällä. on kiinteällä keskellä Sika on karsinan kiinteällä osalla keskellä karsinaa tai poikittain karsinassa. on kiinteällä seinän vierellä Sika on kylki seinän suuntaisesti karsinan kiinteällä osalla seinän vieressä. on kaukalossa Vähintään kaksi jalkaa on kaukalossa. Sijainti suhteessa toisiin sikoihin: yksin Sika on yksin koskematta toisiin sikoihin. kosketuksissa yhteen tai useampaan sikaan Sika koskettaa jollain osallaan yhtä tai useampaa sikaa. Jatkuva seuranta Aktiivisuus: aktiivinen joutilas Toiminnot: tonkiminen Seisoo Istuu tai makaa Sika koskettelee kärsällään kuivikkeita, virikkeitä, lattiaa tai muita karsinarakenteita. Toiminnan kesto vähintään 2 sekuntia. sosiaalinen kanssakäyminen Sika koskee kärsällään toista sikaa tai toinen sika koskettaa kärsällään. Huomioidaan myös jos kosketus tapahtuu naapurikarsinan sian kanssa. aggressiivisuus Pureminen, iskut päällä, väistättäminen. Toiminnan kesto vähintään 2 sekuntia. aggressiivisuus ruokailun aikana Ruokailun yhteydessä tapahtuvan tarkkailun aikana ilmennyt aggressiivinen käyttäytyminen syöminen ja juominen Sian pää on kaukalon sisällä tai päällä tai sian kärsä on vesinipalla. Jos toiminnon välissä alle 3 sekunnin tauko, katsotaan jatkuvaksi toiminnaksi. kaikki muu toiminta ei tee mitään Kaikki muu aktiivinen toiminta kuten käveleminen, juokseminen, ääntely Sika on passiivisesti paikallaan tekemättä mitään
29 3.6 Analyysit 3.6.1 Kemialliset analyysit Koerehujen luotettavan suunnittelun takaamiseksi sekä raaka-aineista että rehunäytteistä tehtiin analyysit MTT:n laboratoriossa Jokioisilla. Rehukonteista otetuista näytteistä yhdistetystä koostenäytteestä ja raaka-aineista otetuista näytteistä tehtiin rehuanalyysi, mistä kävi ilmi rehujen ja raaka-aineiden kuiva-aine, raakavalkuainen, raakarasva, raakakuitu ja tuhka. Tämän rehuanalyysin lisäksi näytteistä selvitettiin niiden aminohappokoostumus sekä typen standardoitu ohutsuolisulavuus. Rehunäytteiden kuiva-ainepitoisuus määritettiin kuivaamalla tuoretta rehunäytettä 105 celsiusasteessa 20 tunnin ajan ja tuhkan osuus kuivaamalla rehunäytettä 600 celsiusasteessa kahden tunnin ajan tai vaihtoehtoisesti 510 celsiusasteessa 16 tunnin ajan (AOAC 1990). Myös rehun sisältämä raakarasvan osuus määritettiin AOACin (1990) mukaisesti Soxtec-Analyzerilla. Raakavalkuaisen määrityksessä käytettiin Kjeldahlin menetelmää (AOAC 1990) ja raakakuidun määrityksessä FiberCap 2021/2023 kuidun analysointiin tarkoitettua menetelmää. Rehunäytteiden aminohappopitoisuudet analysoitiin muiden paitsi tryptofaanin osalta. Aminohappojen määrityksessä käytettiin UPLC:n Waters Finland MassTrak laitteistoa ja Amino Acid Analysis Solution menetelmää sekä UPLC:n In-house metodia No. 5000. 3.6.2 Tilastolliset analyysit Sukupuolen ja aminohapporuokinnan merkitystä sikojen kasvuun, rehumuuntosuhteeseen ja teurasominaisuuksiin testattiin SAS 9.3:n GLMproseduurilla. Aineiston normaalisuus tarkistettiin Anderson-Darling -menetelmällä ja aineiston hajontaa kuvasi keskiarvon keskivirhe (SEM). Havaintoyksikkönä oli karsinan keskiarvo. Sukupuolen ja aminohapporuokinnan tason vaikutuksia tarkasteltiin kontrasteilla, joita olivat kastraatiotapa, lysiinin lineaarinen vaikutus, lysiinin toisen asteen vaikutus, kastraatiotavan ja lysiinin lineaarisen vaikutuksen yhteisvaikutus sekä kastraatiotavan ja lysiinin toisen asteen vaikutuksen yhteisvaikutus. Muutamia sikoja jouduttiin poistamaan kesken kokeen ja alhaisen ja
30 suositusten mukaisen aminohappotason koeryhmiin lisättiin ylimääräiset karsinalliset sekä immunokastroitavia karjuja että leikkoja (taulukko 6). Kasvuominaisuuksia tarkasteltiin jokaisessa kasvatusvaiheessa. Sikojen kolmivaihekasvatus jakautui siten että alkukasvatukseen kuuluivat ensimmäiset viisi viikkoa. Keskikasvatus kesti kolme viikkoa (viikot 6-8) ja loppukasvatus viikosta 9 aina teurastukseen saakka. Taulukko 6. Karsinoiden ja eläinten määrä eri koeryhmissä Koeryhmä 1 2 3 4 5 6 alkukasvatus 9/36 9/36 8/32 9/36 9/36 8/32 välikasvatus 9/35 9/35 8/32 9/36 9/36 8/32 loppukasvatus 9/34 9/35 8/31 9/36 9/36 8/31 Tilastolliset analyysit käyttäytymismuutosten osalta toteutettiin SPSS-ohjelmistolla. Hetkittäisen seurannan aineistoa tarkasteltiin prosenttiosuuksina. Jatkuvassa seurannassa aktiivisuutta mitattiin sekä aktiivisen jakson keskimääräistä kestoa että aktiivisuuden osuutta yhteensä sekä ruokailun yhteydessä että muuna aikana. Jatkuvan seurannan toimintoja mitattiin niiden frekvensseinä. Aineiston normaalisuus testattiin Shapiro-Wilkin testillä ja histogrammeilla. Epänormaalisti jakautuneen aineiston tilastollinen merkitsevyys tarkistettiin vielä Wilcoxonin menetelmällä. Normaalisti jakautuneen aineiston tilastollinen merkitsevyys tarkastettiin parittaisella T-testillä. Hajontaa kuvasivat sekä keskihajonta (standard deviation) että keskiarvon keskivirhe (SEM). Tuloksia tarkasteltiin päiväkohtaisesti ja rokotuskerroittain. Päiväkohtaisessa tarkastelussa huomioitiin kummankin rokotuskerran yhteistulokset ja verrattiin käyttäytymisessä todettuja muutoksia kokeen eri päivien välillä. Lisäksi tutkittiin miten eri rokotuskerrat vaikuttavat sikojen käyttäytymiseen vertaamalla ensimmäisen ja toisen rokotuskerran aiheuttamia muutoksia eri päivien käyttäytymiseen. Siat toimivat omina verrokkeinaan siten, että rokotuspäivän ja rokotuksen jälkeisen päivän käyttäytymistä verrattiin aina koekarsinassa havaittuun, rokotusta edeltävän päivän käyttäytymiseen.
31 4 TULOKSET 4.1 Kastraatiotavan ja aminohappopitoisuuden vaikutus sikojen kasvuja teurasominaisuuksiin 4.1.1 Rehujen analyysit Kokeessa käytettiin analysoituja rehuja, joiden koostumus optimoitiin käyttämällä analysoituja raaka-aineita. Rehuista muodostettiin kaksi koostenäytettä, joista analyysit tehtiin. Alkukasvatuksen aikaisissa koerehuissa lysiinitaso oli korkeimmillaan ruokintaryhmään 2 (suositusten mukainen taso) kuuluvilla eläimillä. Lisäksi keskikasvatusvaiheen rehuissa ruokintaryhmien 2 ja 3 välinen ero rehun lysiinipitoisuudessa oli suunniteltua pienempi (taulukko 7). Näin ollen rehujen koostumus ei aivan vastannut suunnitelmaa. Mikäli lysiinitaso olisi ollut suunnitelman mukainen, olisi tämä saattanut korostaa tulosten eroja ruokintaryhmien 2 ja 3 välisissä alku- ja keskikasvatusvaiheen tuloksissa.